2019换流站设计规范.pdf

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1、电力工程设计手册2019换流站设计 http:/ 总刖旨 前言第一章概述.1第一节 直流输电系统的构成和特点.1一、两端换流站系统构成.1二、背靠背换流站系统构成.3三、直流输电技术和换流站工程的特点3第二节 中国直流输电发展里程碑.5第三节换流站设计内容和深度.7一、可行性研究阶段设计内容和深度.7二、初步设计阶段的设计内容和深度.9三、施工图阶段的设计内容和深度.10第二章系统研究.14第一节概述.14第二节交流系统数据和等值.14一、交流系统数据.14二、系统等值.14第三节主回路参数计算.15一、主回路参数计算目的.15二、主回路参数计算流程.15三、主回路参数计算方法.16四、主回路

2、参数计算结果.17第四节直流系统动态性能研究.18一、直流系统的响应.18二、换流器在交流系统故障期间的运行18三、直流输电回路谐振.18四、直流输电系统引起的次同步振荡.19五、直流输电系统调制.19第五节无功补偿及控制.19一、无功配置原则.19二、换流站无功消耗.20三、交流系统无功支持能力.20四、换流站无功分组容量.20五、换流站无功平衡与无功配置方案.21六、换流站无功控制策略.21第六节交流滤波器设计.22一、交流侧谐波产生的原因及危害.22二、交流滤波器设计.22第七节直流滤波器设计.25一、直流侧谐波产生的原因及危害.25二、直流滤波器设计.25第八节PLC/RI噪声滤波器设

3、计.27一、换流站高频噪声产生的原因及危害27二、PLC/RI噪声滤波器设计.27第九节换流变压器中的直流偏磁电流.28一、直流偏磁电流的危害.28二、直流偏磁电流产生原因及抑制措施28第十节交流断路器和直流开关研究.29一、交流断路器.29二、直流开关.29第一节直流输电系统损耗.30一、换流站损耗.30二、直流线路损耗.31三、接地极引线及接地电极损耗.31第十二节高压直流输电系统的可靠性.31一、可靠性主要统计指标.32二、可靠性指标要求.32三、提高可靠性措施.32第三章电气主接线.33第一节电气主接线设计原则.33一、电气主接线的构成.33二、电气主接线的设计依据.33三、电气主接线

4、的设计要求.34第二节换流器单元接线.35一、一般要求.35 http:/ V换流站典型工程过电压及绝缘配合计算.86二、+800k V换流站典型工程过电压及绝缘配合计算.90三、背靠背换流站典型工程过电压及绝缘配合计算.96第五章主要电气设备选择.99第一节设备选择原则.99一、一般要求.99二、技术条件.99三、环境条件.99第二节换流阀.100一、换流阀结构选择.100二、换流阀主要技术参数选择.103第三节换流变压器.104一、换流变压器型式选择.105二、换流变压器主要参数选择.105第四节 平波电抗器.107一、平波电抗器型式选择.107二、平波电抗器主要参数选择.108第五节开关

5、设备.110一、开关设备选择的一般要求.110二、直流转换开关.110三、直流旁路开关.111四、直流隔离开关和接地开关.112五、交流断路器.114第六节直流测量装置.115、直流电流测量装置.116二、直流电压测量装置.118第七节直流穿墙套管及绝缘子.119一、直流穿墙套管.119二、直流绝缘子.119第八节交流滤波器和直流滤波器.120一、交流滤波器.120二、直流滤波器.122第六章导体选择.124第一节导体选择的一般要求.124一、导体选择的一般方法.124二、导体选择考虑的因素.124三、导体的电气性能要求.125四、导体的机械性能要求.129第二节换流站各区域导体选择.129、

6、阀厅导体选择.130 http:/ V换流站导体选择工程实例.140二、800k V换流站导体选择工程实例.141第七章 配电装置及布置.143第一节 设计原则及区域划分.143一、设计原则.143二、区域划分.143第二节换流区布置.144一、设计要求.144二、两端直流输电系统换流站换流区布置.144三、背靠背换流站换流区布置.154第三节阀厅电气布置.156一、设计要求.156二、采用二重阀的阀厅电气布置.157三、采用四重阀的阀厅电气布置.163四、背靠背换流站阀厅电气布置.165第四节 直流配电装置布置.171一、设计要求.171二、户外直流配电装置.171三、户内直流配电装置.17

7、5第五节交流配电装置及交流滤波器布置.178一、设计要求.178二、换流变压器进线回路PLC配电装置布置.178三、交流滤波器区大组布置.179四、交流滤波器区小组布置.181第六节 电气总平面布置.187一、两端高压直流输电系统换流站电气总平面布置.187二、背靠背换流站电气总平面布置187第八章 防雷接地.194第一节直击雷保护.194一、设计原则.194二、直击雷保护计算及措施.194三、阀厅防雷特殊要求.195四、直流场避雷线电场校验.195第二节接地.195一、接地设计原则.196二、阀厅接地的特殊要求.196三、高频接地.196第九章 站用电系统.197第一节站用电源的引接.197

8、一、站用电源配置及容量.197二、站用电源引接方式.197第二节站用电接线.198一、站用电接线要求.198二、站用电负荷.198三、站用电压等级.199四、中性点接地方式.199五、站用母线接线.199六、站用电负荷供电方式.200七、检修供电网络.206八、站用电接线实例.206第三节 站用电系统设备.207一、站用电负荷统计及计算.207二、站用变压器选择.207三、工程实例.211第四节 站用电系统布置.213一、布置原则.213二、站用配电装置的布置.213三、站用变压器的布置.214四、站用电布置实例.214第五节 站用电源的二次系统.216一、站用电控制系统.216二、继电保护.

9、217三、备用电源自动投入.218第十章电缆敷设.220第一节 电缆敷设特点.220第二节 电缆敷设方式.220第三节 电磁屏蔽.221,电磁干扰源及干扰途径.221二、电磁屏蔽方式.221第十一章 监控系统.224第一节 设计原则.224第二节 系统构成.224第三节 设备配置.225一、硬件设备.225二、软件系统.227第四节 系统功能.227227一、运行人员控制系统功能.227二、站控系统功能.232第五节通信及接口.234 http:/ 234二、站控系统的通信及接口.234第六节工程实例.235第十二章 直流控制系统.240第一节直流控制系统总体设计要求.240一、冗余要求.24

10、0二、性能要求.240三、配合要求.241第二节系统构成.241一、直流控制系统的构成.241二、直流远动系统的构成.241三、换流阀触发控制系统的构成.242第三节设备配置.242一、直流控制系统的设备配置.242二、直流远动系统的设备配置.245三、换流阀触发控制系统的设备配置246第四节系统功能.246一、直流控制系统的系统功能.246二、直流远动系统的系统功能.252三、换流阀触发控制系统的系统功能252第五节通信及接口.254一、直流控制系统的通信及接口.254二、直流远动系统的通信及接口.255第十三章 直流系统保护.257第一节直流系统保护要求及分区.257一、直流系统保护要求.

11、257二、直流系统保护分区.258三、直流系统保护动作出口.261第二节直流保护.262一、直流保护配置.262二、直流保护功能.264三、装置及外部接口.270第三节换流变压器保护.271一、换流变压器保护配置.272二、换流变压器保护功能.273三、装置及外部接口.275第四节直流滤波器保护.276一、直流滤波器保护配置.276二、直流滤波器保护功能.277三、装置及外部接口.278第五节交流滤波器及无功补偿电容器保护.279一、交流滤波器及无功补偿电容器保护配置.279二、交流滤波器及无功补偿电容器保护功能.281三、装置及外部接口.282第六节 直流系统暂态故障录波.283一、直流系统

12、暂态故障录波配置.283二、直流系统暂态故障录波装置技术要求.284三、直流系统暂态故障录波装置.录波信号.284四、通信及接口.285第七节 直流线路故障定位.286一、直流线路故障定位装置配置.286二、直流线路故障定位装置原理及组成.286三、直流线路故障定位装置功能.286第八节 接地极线路故障监测系统.286一、接地极线路故障监测系统配置.286二、接地极线路故障监测系统原理及组成.287三、接地极线路故障监测系统功能.287第十四章 二次辅助系统.288第一节 阀冷却控制保护系统.288一、系统构成.288二、阀冷却控制系统功能.289三、阀冷却保护系统功能.290四、设备配置及接

13、口方案.291第二节 全站时间同步系统.293一、系统结构.293二、系统功能.294三、二次设备的时间同步要求.294第三节 火灾自动报警系统.295一、探测范围及区域划分.295二、系统设计.295三、系统设备的设置.299四、系统布线.301五、系统供电.301六、外部接口.301第四节 图像监视及安全警卫系统.302一、监控范围.302二、系统功能.302三、系统设计.302四、设备配置.304五、设备布置及安装.307第五节 设备状态监测系统.307一、设备状态监测系统功能要求.307二、设备状态监测对象及参量.308 http:/ 操作电源系统.313第一节站用直流电源.313一、

14、系统设计.313二、负荷统计及设备选择.318三、监测、监控及信号.320四、通信及接口.320第二节 交流不间断电源.321一、系统设计.321二、负荷统计及设备选择.323三、监测及信号.324四、通信及接口.324第十六章二次回路.325第一节直流系统测量装置.-325一、基本要求.325二、直流系统测量装置的配置.325三、直流系统测量装置的选用要求.327第二节二次接线.332一、换流变压器的二次接线.333二、断路器及隔离开关的二次接线.335三、选相控制器的配置及二次接线.338四、阀厅门锁的联锁二次接线.339五、控制电缆、光缆的选择.340第三节二次接地及抗干扰要求.341一

15、、二次接地要求.341二、抗干扰措施.342第十七章 二次设备布置.343第一节一般要求.343第二节控制楼二次设备的布置.343一、控制楼的设置.343二、控制楼二次设备的布置.344第三节就地继电器小室的布置.348一、就地继电器小室的设置.348二、就地继电器小室二次设备的布置348第四节二次设备布置案例.349一、每极单12脉动换流器接线换流站的二次设备布置.349二、每极双12脉动换流器串联接线换流站的二次设备布置.351三、背靠背换流站直流部分的二次设备布置.355第十八章通信.357第一节 换流站业务信息种类及传输要求357一、常规电网生产、调度及管理业务信息.357二、直流输电

16、系统专有业务信息.358第二节业务信息对传输通道及接口的要求.358一、换流站至调度端的系统调度业务信息.358二、换流站与换流站的站间业务信息358三、换流站与变电站的站间业务信息358四、换流站图像监视业务信息.358五、换流站站内通信业务信息.358第三节 换流站业务信息通道组织.359一、电力系统主要的通信方式.359二、光纤通道组织的基本原则.359三、换流站通道组织的实现方式.360第四节 站内通信及辅助设施.361一、站内通信.361二、辅助设施.362第十九章阀厅.364第一节 建筑设计.364一、建筑技术要求.364二、建筑布置.368三、建筑构造.377第二节 结构设计.3

17、84一、一般要求.384二、结构选型与布置.384三、荷载及整体计算.388四、主要构件设计及构造.390第三节 供暖通风及空调设计.396一、供暖.396二、通风.397三、空调.399第四节消防设计.403一、火灾自动报警系统.404二、消防灭火系统.404三、通风空调系统防火及排烟.404第二十章 控制楼.405第一节建筑设计.405一、建筑技术要求.405二、建筑布置.408 http:/ 章户内直流场.447第一节 建筑设计.447一、建筑技术要求.447二、建筑布置.449三、建筑构造.449第二节结构设计.452一、一般要求.452二、结构选型与布置.452三、节点设计要求.45

18、3第三节供暖通风及空调设计.453一、供匿.453二1通风.453三、空调.454第四节消防设计.454一、火灾自动报警系统.454二、消防灭火系统.454三、通风空调系统防火及排烟.454第二十二章其他建（构）筑物.455第一节换流变压器运输广场.455一、一般要求.455二、平面和竖向设计.455三、结构层设计.458四、广场与运输轨道、沟道的交叉处理.459五、水泥混凝土面层防裂措施.460第二节换流变压器搬运轨道.460、一般要求.460二、运输轨道布置.460三、轨道选择、安装及与基础连接.462四、轨道基础和牵引孔设计.463五、轨道基础与沟道的交叉处理.464第三节 换流变压器基

19、础.465一、一般要求.465二、基础型式.465第四节 检修备品库.466一、建筑技术要求.466二、建筑布置.467三、建筑构造.467四、结构设计.468第二十三章给水系统.469第一节 生产给水系统.469、系统组成.469二、系统计算及设备选型.469三、系统运行控制.470四、设备及管道布置.470第二节 生活给水系统.470一、系统组成.470二、系统计算与设备选型.470三、系统运行控制.471四、设备及管道布置.471第三节 消防给水系统.471一、系统组成.471二、系统计算与设备选型.471三、系统运行控制.472四、设备及管道布置.472第二十四章阀冷却系统.473第一

20、节阀内冷却系统.473、系统构成.473二、一般要求.474三、设计计算.475四、设备选型及要求.476五、设备及管道布置.477第二节 阀外冷却系统.480一、水冷却型.480二、空气冷却型.488三、空气-水联合冷却型.491第二十五章噪声控制.493第一节 噪声控制标准.493一、环境噪声控制标准.493二、站界噪声控制标准.494三、工作场所噪声控制标准.494第二节 设备噪声源及声学特性.494一、主要设备噪声源.494二、声功率级确定方法.495三、典型声功率级值及频谱.496 http:/ 接地极设计.510第一节 接地极种类.510一、陆地接地极.510二、海洋接地极.510

21、第二节系统条件和技术要求.511一、系统条件.511二、技术要求.512第三节接地极极址选择.516、极址选择的一般要求.516二、极址场地尺寸估算.517三、土壤特性.518四、土壤（大地）物理参数测量要求与数据处理.519第四节 本体设计.521一、接地极布置、长度及埋深.521二、电极材料选择和尺寸.523三、活性填充材料选择和尺寸.525四、算例.526第五节 导流系统.527一、导流系统设计.527二、极址电气设备接线及典型布置.529第六节 在线监测系统及辅助设施.530一、接地极在线监测系统.530二、接地极保护.531三、通信系统.531四、电源系统.532五、其他辅助设施.5

22、32第七节共用接地极和分体式接地极设计.532一、共用接地极（址）.533二、分体式接地极.533第八节 对邻近设施的影响及防护.535、对电力系统的影响及防护.535二、对埋地金属构件的影响及防护.541三、对铁路系统的影响及防护.547主要量的符号及其计量单位.548参考文献.550 http:/ 述我国幅员辽阔，直流输电技术对于西电东送、南 北互供的电网发展战略实施发挥重要作用。我国1987 年建成了自行设计、全部设备国产化的舟山土 Io o k V 直流输电工程；1990年建成了中国第一个超高压、大 容量、远距离的直流输电工程葛洲坝一上海土 500k V直流输电工程，实现了华东与华中两

23、大区域电 网互联。此后，随着大规模西电东送的需求不断增长，我国直流输电技术飞速发展。至0 2020年，我国将建成 大约四十多个高压直流输电工程，直流输电电压最高 达到土 Il OOk V,这些项目的建设为我国直流输电技术 的发展提供了良好的发展机遇。直流输电系统是将送端交流电变换为直流电，并通 过直流输电线路进行输送，在受端将直流电变换为交流 电的系统。直流输电工程按其结构来分，有两端直流输 电工程和多端直流输电工程两大类；按工程性质来分，有远距离大容量直流架空线路工程、背靠背直流联网工 程、跨海峡的直流海底电缆工程、向孤立的负荷点送电 或从孤立的电站向电网送电的直流工程等；按技术实现 方式来

24、分，有采用电流源型换流器技术的常规直流输电 工程和采用电压源型换流器技术的柔性直流输电工程。本手册涵盖釆用电流源型换流器技术的两端直流 输电工程和背靠背直流联网工程换流站的设计内容，不涉及采用电压源型换流器技术的柔性直流输电工程 的设计内容。本手册各专业的设计内容主要针对换流站中有关 直流部分和换流站有特殊要求的设计内容进行论述。换流站中有关直流部分的设计内容主要包括系统研 究、换流区域和直流场的接线与布置、直流主要设备 选择、直流控制系统和保护系统、阀厅和户内直流场 建筑与结构、运输轨道和换流变压器广场、阀冷却系 统、噪声控制、接地极设计等。换流站有特殊要求的 设计内容主要包括交流滤波器的接

25、线与布置、换流区 域和直流场导体选择、换流区域和直流场的防雷接地、站用电系统、换流区域和直流场的电缆敷设、监控系 统、二次回路与布置、控制楼建筑与结构、供水系统 等。与交流变电站设计相同的内容，如交流配电装置 的接线与布置、导体的力学计算、电缆选择和电缆防 火、交流系统保护、总平面布置、土方平衡、道路和 沟道设计等，在本手册中不做论述，可参考电力工 程设计手册环境保护与水土保持电力工程设计手 册 职业安全与职业卫生电力工程设计手册 变电 站设计分册。第一节直流输电系统的 构成和特点直流输电系统的一次电路主要由整流站、直流输 电线路和逆变站三部分组成，其原理接线图如图1-1 所示，交流系统1和交

26、流系统2通过直流输电系统相 连。交流电力系统1、2分别是送、受端交流系统，送 端系统送出交流电经换流变压器和整流器变换成直流 电，然后由直流输电线路把直流电输送给逆变站，经 逆变器和换流变压器再将直流电变换成交流电送入受 端交流系统。图1-1中完成交、直流变换的站称为换 流站，将交流电变换为直流电的换流站称为整流站，而将直流电变换为交流电的换流站称为逆变站。对于 可进行功率反送的两端直流输电工程，其换流站既可 以作为整流站运行，也可以作为逆变站运行。一、两端换流站系统构成两端换流站系统又可分为单极（正极或负极）直 http:/ 换流站设计流输电系统和双极(正、负两极)直流输电系统。1.单极直流

27、输电系统单极直流输电系统中换流站出线端对地电位为正 的称为正极，为负的称为负极。与正极或负极相连的 输电导线称为正极导线或负极导线，或称为正极线路 或负极线路。单极直流架空线路通常采用负极性(即 正极接地)，这是因为正极导线电晕的电磁干扰和可听 噪声均比负极导线的大。同时由于雷电大多为负极性，使得正极导线雷电闪络的概率也比负极导线的高。单极系统的接线方式可分为单极大地回线方式和 单极金属回线方式两种。图1-2(a)和图1-2(b)分 别给出这两种方式的系统接线示意图。(b)图1-2单极直流输电系统接线示意图(a)单极大地回线方式；(b)单极金属回线方式(1)单极大地回线方式。单极大地回线方式是

28、利 用一根导线和大地构成直流侧的单极回路，两端的换 流站均需接地，见图1-2(a)。这种方式利用大地作为 回线，省去一根导线，线路造价低。但由于地下长期 有大的直流电流流过，大地电流所经之处，将引起埋 设于地下或放置在地面的管道、金属设施发生电化学 腐蚀，以及使附近中性点接地变压器产生直流偏磁而 造成变压器磁饱和等问题，这种方式主要用于高压海 底电缆直流工程。(2)单极金属回线方式。单极金属回线方式是利 用两根导线构成直流侧的单极回路，其中一根采用低 绝缘水平的导线(也称金属返回线)代替单极大地回 线方式中的大地回线，见图1-2(b)。在运行过程中，地中无电流流过，可以避免由此所产生的电化学腐

29、蚀 和变压器磁饱和等问题。为了固定直流侧的对地电压 和提高运行的安全性，金属返回线的一端接地，其不 接地端的最高运行电压为最大直流电流在金属返回线 上的压降。这种方式的线路投资和运行费用均较单极 大地回线方式高。通常只在不允许利用大地为回线或 选择接地极较困难，以及输电距离又较短的单极直流 输电工程中采用。在双极接线方式中需要单极运行时 也可以釆用。单极直流输电系统运行的可靠性和灵活性不如双 极系统好，因此采用单极直流输电系统的工程不多。2.双极直流输电系统双极直流输电系统接线方式是直流输电工程普遍 釆用的接线方式，可分为双极两端中性点接地方式、双极一端中性点接地方式和双极金属中性线方式三种

30、类型。图1-3所示为双极直流输电系统接线示意图。(b)(C)图1-3双极直流输电系统接线示意图(a)双极两端中性点接地方式；(b)双极一端中性点接地方式；(C)双极金属中性线方式(1)双极两端中性点接地方式。双极两端中性点 接地方式(简称双极方式)的正负两极通过导线相连，两端换流器的中性点均接地，见图1-3(a)o实际上它 可看成是两个独立的单极大地回路方式。正负两极在 大地回路中的电流方向相反，地中电流为两极电流之 差值。双极对称运行时，地中无电流流过或仅有少量 的不平衡电流流过，通常小于额定电流的1%。因此，在双极对称方式运行时，可消除由于地中电流所引起 的电腐蚀等问题。当需要时，双极可以

31、不对称运行，这时两极中的电流不相等，地中电流为两极电流之差。2 http:/ 概述运行时间的长短由接地极寿命决定。双极两端中性点接地方式的直流输电工程，当一 极故障时，另一极可正常并过负荷运行，可减小送电 损失。双极对称运行时，一端接地极系统故障，可将 故障端换流器的中性点自动转换到换流站内的接地网 临时接地，并同时断开故障的接地极，以便进行检查 和检修。当一极设备故障或检修停运时，可转换成单 极大地回线方式、单极金属回线方式或单极双导线并 联大地回线方式运行。由于此接线运行方式灵活、可 靠性高，大多数直流输电工程都釆用此接线方式。（2）双极一端中性点接地方式。这种接线方式只 有一端换流器的中

32、性点接地，见图1-3（b）。它不能利 用大地作为回路。当一极故障时，不能自动转为单极 大地回线方式运行，必须停运双极，在双极停运后，可以转换成单极金属回线运行方式。因此，这种接线 方式的运行可靠性和灵活性均较差。其主要优点是可 以保证在运行时地中无电流流过，从而可以避免由此 所产生的一系列问题。这种接线方式在实际工程中很 少采用。（3）双极金属中性线方式。双极金属中性线方式 是在两端换流器中性点之间增加一条低绝缘水平的金 属返回线。它相当于两个可独立运行的单极金属回线 方式，见图1-3（c）。为了固定直流侧各种设备的对地 电位，通常中性线一端接地，另一端中性点的最高运 行电压为流经金属线中最大

33、电流时的电压降。这种方 式在运行时地中无电流流过，它既可以避免由于地电 流而产生的一系列问题，又具有比较高的可靠性和灵 活性。当一极线路发生故障时，可自动转为单极金属 回线方式运行。当换流站的一个极发生故障需停运时，可首先自动转为单极金属回线方式，然后还可转为单 极双导线并联金属回线方式运行。其运行的可靠性和 灵活性与双极两端中性点接地方式相类似。由于釆用 三根导线组成输电系统，其线路结构较复杂，线路造 价较高。通常是当不允许地中流过直流电流或接地极 极址很难选择时才采用。二、背靠背换流站系统构成背靠背换流站系统是输电线路长度为零（即无直 流输电线路）的两端换流站系统，它主要用于两个异 步运行

34、（不同频率或频率相同但异步）的交流电力系 统之间的联网或送电，也称为异步联络站。如果两个 被联电网的额定频率不相同（如50Hz和60Hz）,也可 称为变频站。背靠背直流系统的整流站和逆变站的设 备装设在一个站内，也称背靠背换流站。在背靠背换 流站内，整流器和逆变器的直流侧通过平波电抗器相 连，其交流侧则分别与各自的被联电网相连，从而形 成两个交流电网的联网。两个被联电网之间交换功率 的大小和方向均由控制系统进行快速方便地控制。为降低换流站产生的谐波，通常选择12脉动换流器 作为基本换流单元。图1-4所示为背靠背换流站原理 接线图。背靠背直流输电系统的主要特点是直流侧可选择 低电压、大电流（因无

35、直流输电线路，直流侧损耗小），可充分利用大截面晶闸管的通流能力，同时直流侧设 备（如换流变压器、换流阀、平波电抗器等）也因直 流电压低而使其造价相应降低。由于整流器和逆变器 装设在一个阀厅内，直流侧谐波不会造成对通信线路 的干扰，因此可省去直流滤波器，减小平波电抗器的 电感值。三、直流输电技术和换流站工程的特点（一）直流输电技术的特点与交流输电技术相比，直流输电技术具有以下几 方面的特点：1.直流输电不存在交流输电的稳定问题，有利于 远距离大容量送电交流输电的输送功率P为P=sinJ式中ElEl、E2E2送端和受端交流系统的等值电势；-Ei-Ei和巧两个电势之间的相位差；XgXg-E和屍之间的

36、等值电抗，对于远距离输电，石2主要是输电线路的电抗。当J=90时P=Pm=EiE2IXaP=Pm=EiE2IXa式中PmPm-输电线路的静态稳定极限。实际交流系统输电线路的输送功率均小于P,”，因 为在运行中如果输送功率接近P,”，当系统受到微小扰 动时，则可能使运行工况偏离到9O,此时送端因 送出功率减小，频率上升，而受端则因接收功率减小，频率下降，两端交流系统将会失去同步，甚至导致两 系统解裂。即使在d 12000MW,输送 距离3319k m。该工程是世界上电压等级最高、输送容 量最大、输电距离最远、技术水平最先进的特高压输 电工程，标志着我国特高压直流输电工程建设又迈向 了更高的台阶。

37、我国建成投运和正在建设的直流输电工程见 表1-1。表1-1中所列工程均为采用电流源型换流器技 术的两端直流输电工程和背靠背直流联网工程，不包 括采用电压源型换流器技术的柔性直流输电工程。表1-1 我国建成投运和正在建设的直流输电工程一览表（截至2017年10月）序号工程名称（简称）电压(kV)功率(MW)直流 电流（A）输电线 路长度CknI）备注1葛洲坝一南桥 500kV直流输电工程+50012001200104519902天生桥一广州50OkV直流输电工程+5001800180096020013三峡一常州士 500kV直流输电工程+5003000300086020034三峡一广东土 500

38、kV直流输电工程5003000300096020045贵州一广东第一回50OkV直流输电工程5003000300093620046三峡一上海50OkV直流输电工程+50030003000104020067贵州一广东第二回50OkV直流输电工程50030003000119420078宝鸡一德阳士 500kV直流输电工程+5003000300053420109呼伦贝尔一辽宁 500kV直流输电工程+50030003000908201010荆门一枫泾50OkV直流输电工程500300030001019201111溪洛渡右岸一广东50OkV同塔双回直流输 电工程+5002 X 320032002 12

39、232014 6 http:/ 电流(A)输电线 路长度(km)投运 年份(年)备注12云南金沙江中游电站送电广西直流输电工程+500320032001119201613永仁一富宁 50OkV直流输电工程+50030003000569201614青海一西藏40OkV直流输电工程+4006007501038201115宁东一山东66OkV直流输电示范工程+660400040001333201116灵宝背靠背直流联网工程一期12036030002005西北与华中联网二期+166.775045002009西北与华中联网17高岭背靠背直流联网工程一期+1252 75030002008东北与华北联网二期

40、+1252 X 75030002012东北与华北联网18黑河背靠背直流联网工程+12575030002012中俄联网送电19云南一广东80OkV特高压直流输电工程+800500031251373201020向家坝一上海 800kV特高压直流输电工程+800640040001907201021锦屏一苏南80OkV特高压直流输电工程+800720045002059201222糯扎渡一广东80OkV特高压直流输电工程+800500031251413201323哈密南一郑州土 800kV特高压直流输电工程+800800050002210201424溪洛渡左岸一浙江80Okv特高压直流输电 工程+800

41、800050001653201425灵州一绍兴80OkV特高压直流输电工程800800050001720201626酒泉一湖南800W特高压直流输电工程800800050002383201727晋北一江苏士 800kV特高压直流输电工程土 80080005000IlH201728锡盟一泰州80OkV特高压直流输电工程+8001000062501619201729滇西北一广东80OkV特高压直流输电工程+800500031251959201730上海庙一山东80(V特高压直流输电工程+8001000062501238201731扎鲁特一青州80OkV特高压直流输电王程+8001000062501

42、200201732准东一华东 110OkV特高压直流输电工程110012000545533192018第三节 换流站设计内容和深度换流站设计按照设计阶段可以分为可行性研究阶 段、初步设计阶段、施工图设计阶段。我国已建的直 流输电工程，在初步设计阶段中还包含系统成套设计 研究，主要是开展主回路设计、交流系统等值、换流 站无功补偿与控制、过电压与绝缘配合研究、动态性 能研究、控制保护系统、交直流滤波器设计等研究工 作和主要直流设备规范书编制工作，其研究报告和设 备规范书基本上先于初步设计阶段完成，并成为工程 设计的输入条件。针对国内直流输电项目，在可行性研究阶段之前 一般都进行了电网规划设计或大型

43、电站输电系统规划 设计等工作；在施工图设计阶段之后还包括施工配合(工代服务)、竣工图编制、设计总结回访等工作。一、可行性研究阶段设计内容和深度换流站可行性研究阶段设计应依据DL/T 5448输 变电工程可行性研究内容深度规定进行。换流站可 行性研究阶段设计主要包括换流站接入系统设计、规 划选址和工程选址、可行性研究报告编制三部分。()可行性研究阶段设计内容1.接入系统设计换流站接入系统设计内容主要包括换流站接入系 统方案论证、电力系统计算、换流站无功配置研究、7 http:/ 安全稳定控制装置研究、系统调度自动化、系统通信 方案。2.规划选址和工程选址在换流站可行性研究阶段，针对换流站站址，一

44、 般要经历规划选址和工程选址两个阶段。在电网规划设计或大型电站输电系统规划设计的 基础上，在可能的区域范围内开展换流站规划选址工 作，落实换流站建站的外部条件和站址条件，并通过 综合技术经济比较和规划选址审查，确定两个合适的 区域站址开展工程选址工作。在换流站工程选址阶段，针对审定的两个合适的 区域站址，开展初步勘测工作，并结合建站的外部条 件和站址条件以及接地极极址，进行详细的综合技术 经济比较，提出换流站的推荐站址。3.可行性研究报告编制直流输电工程可行性研究报告编制的主要内容一 般包括总报告、电力系统一次报告、电力系统二次报 告、换流站工程选站及工程设想报告、线路工程选线 及工程设想报告

45、、换流站接地极及接地极线路报告、投资估算及经济评价报告等。总报告说明书还包括节 能降耗分析和抵御自然灾害的评估内容（必要时，提 出专题研究报告）。对于换流站，在可行性研究报告编制中，主要是 完成换流站工程选站及工程设想报告的编制工作，并 配合完成总报告和投资估算及经济评价报告的编制工 作。换流站工程选站及工程设想报告的主要内容包括 工程概述、电力系统、站址概况及条件、工程设想、站址方案技术经济比较及结论、有关文件及协议、附 图等。对于换流站接地极，其可行性研究阶段设计内容 主要包括接地极极址选择和可行性研究报告编制。接 地极极址选择可根据换流站选址的情况，分为规划选 址和工程选址两个阶段；可行

46、性研究报告编制包括极 址概况及条件、接地极本体设想、对周边设施影响分 析、有关文件及协议、附图等。（二）可行性研究阶段设计深度1.接入系统设计换流站接入系统设计深度应满足DL/T 5393高 压直流换流站接入系统设计内容深度规定的要求。主要包括：（1）电力系统发展规划应涉及电力市场需求、电 源规划、电网发展规划等内容。（2）换流站接入系统方案论证应进行必要的电力 系统计算、接入系统方案远期适应性分析、方案的投 资和年费用等经济比较、综合技术经济比较分析等。（3）应开展潮流、稳定、换流站短路电流、工频 过电压等电力系统计算，对于换流站附近有火电厂时,还要进行次同步谐振初步分析。（4）根据接入系统

47、方案，提出对直流输电运行方 式、过负荷能力、可靠性、附加控制功能、电气主接 线等直流系统性能要求，并提出换流变压器等主要技 术参数要求。（5）根据接入系统方案，对换流站无功平衡和无 功补偿容量、无功分组容量等进行计算和分析，提出 换流站需要安装的容性和感性无功补偿总容量以及无 功分组容量的要求。（6）根据系统对继电保护配置的要求，提出系统 继电保护和换流站子站的配置原则和配置方案；通过 对系统运行安全稳定分析，提出换流站是否配置安全 稳定控制装置或者相关厂、站的安全稳定控制装置配 置方案以及相关接口等要求。（7）根据调度关系并结合换流站计算机监控系统 配置，提出远动系统配置方案、调度数据网接入

48、方案、换流站二次系统安全防护设备配置、电能量信息传送 及通道配置等要求。（8）结合电网的通信规划和换流站在通信网络中 的地位与作用，提出换流站通信方案的通道组织、通 道技术要求、数据通信网设备配置要求、网络接入方 案和通道配置要求等。2.规划选址和工程选址换流站规划选址和工程选址是换流站可行性研究 阶段的重要环节，其工作内容的深度对直流输电工程 确定合理的换流站站址起着至关重要的作用。换流站 选址工作深度主要体现在：（1）规划选址的范围能满足电网规划设计或大型 电站输电系统规划设计的要求，在可能的区域范围内 先后开展室内地形图上选址和现场踏勘选址工作。（2）规划选址阶段要对各站址方案建站的外部

49、条 件和站址条件开展广泛的现场踏勘、调查和收资工作。建站的外部条件包括外引站用电源、水源，以及大件 设备交通运输条件和周边大气污秽状况等。站址条件 包括站址地形和地貌、地质和水文条件、进出线条 件等。（3）规划选址阶段提出参与综合技术经济比较的 站址方案，如存在建站的外部条件或站址条件比较复 杂，仅通过调查和收资工作，难以确定是否存在对站 址有颠覆性的因素，就要有针对性地深入开展工作。（4）工程选址阶段主要是在规划选址审定推荐的 两个站址方案基础上，对建站的外部条件和站址条件 开展细致深入的工作；根据系统规划和总平面布置，对站址方案进行局部的优化和初勘工作。（5）在建设单位协助下完成政府有关部

50、门行政许 可协议和行业之间配合协议的取得工作；对拆迁赔偿 8 http:/ 包括规划、土地、环保、水利、矿产、文物、地震、交通、林业等。行业之间的配合协议包括站外电源、站外水源、排水等。3.可行性研究报告编制换流站可行性研究报告编制工作深度主要体现 在：(1)编制可行性研究报告应以审定的电网规划为 基础。(2)编制可行性研究报告时，设计单位必须完整、准确、充分地掌握设计原始资料和基础数据。(3)可行性研究报告中的附图应包括各站址方案 地理位置图、各站址方案进出线走廊规划图、各站址 方案总平面布置图、电气主接线图。对站址方案外部 条件较复杂、有必要用图来表示，可视工程的具体情 况增加，如输水管线